2023年虚拟仪器大作业

《基于虚拟仪器的高低温报警系统的设计》

专业班级:测控技术与仪器1201

学号：

姓名:张乃凡

目录

1.虚拟仪器大作业选题意义。错误!未定义书签。

2.设计规定避误!未定义书签。

3.设计方案及具体环节^误!未定义书签。

3.1设计方案避误!未定义书签。

3.2设计环节缱误!未定义书签。

(1)温度产生。错误!未定义书签。

(2)温度显示。错误!未定义书签。

(3)高低温报警。错误!未定义书签。

(4)数据记录。错误!未定义书签。

(5)时间延迟......................错误!未定义书签。

(6)while循环结构。错误!未定义书签»

3.3设计结果........................错误!未定义书签。

(1)前面板设计....................错误!未定义书签。

(2)程序框图设计..................错误!未定义书签。

4.总结................................错误!未定义书签。

1.虚拟仪器大作业选题意义

随着社会的不断进步，信息科学领域各种技术也在不断发展。传统靠人工控

制的温度、湿度、液位等信号的测压、力控系统，外围电路比较复杂，测量精度

较低，分辨力不高，需进行温度校准（非线性校准、温度补偿、传感器标定等）；

且它们的体积较大、使用不够方便,更重要的是参数的设定需要有其它仪表的参

与，外界设备多，成本高，因而越来越适应不了社会的规定。在对多类型、多通

道信号同时进行检测和控制中，传统的测控系统能力有限。如何将计算机与各种

设施、设备结合，简化人工操作并实现自动控制，满足社会的需求，成为一个很

迫切的问题。温度是工业控制中重要的被控参数之一，且温度检测是现代检测技

术的重要组成部分，在保证产品质量、节约能源和安全生产等方面起着关键的作

用，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的

作用。

2.设计规定

（1）编写LABVIEW温度报警实验程序,规定可以产生随机温度,并且记录

温度参数,记录下最大值，最小值，平均值。

（2）运用LABVIEW中的波形图图表,观测温度曲线的变化情况。

3.设计方案及具体环节

3.1设计方案

本设计是基于LabVIEW的温度监测系统，采用一个随机取值，能用波形显

示器显示温度曲线,能实时显示温度，在一定期间内能记录最大值最小值以及平

均值,温度达成上限温度或者下限温度时能报警。

通过实验，初步了解虚拟仪器的概念,基本掌握LabVIEW的操作方法,掌握各

种控件和编程函数的用法。如图3.1所示，本次设计是简易的温度采集，思绪是

“采集-显示-记录-报警”，由一个随机选作为温度的产生，由波形图示显示温度

的变化，记录最大值最小值以及平均值,设定上限下限值,用两个比较器件比较,

超过设定值时报警。

波形显示

数

据

采

数据统计

集

图3.1

3.2设计环节

（1）温度产生

如图321所示，温度的产生由一个随机数产生数据和100叉乘。把模拟信号

数据变成模拟温度数据，这样就能产生出（）度到100度的温度范围。

图3.2.1

（2）温度显示

温度显示有三个器件:波形显示、温度计、温度显示，通过了波形图，温度

计表，数值显示三种显示方式显示当前温度大小。如图3.2.2.所示为程序框图

中的温度显示程序，如图3.2.3所示为前面板三个显示器件。

图32.2

图3.2.3

(3)高低温报警

由两个比较器来比较实时温度，当有大于9()度或者小于20度的信号传递

时，指示灯会显示报警灯，蜂鸣器发出警报。如图3.2.4所示为程序框图中的高低

温报警显示灯和报警器。如图3.2.5所示为前面板的高低温报警提醒灯。

高温报警器

图3.2.4

图3.2.5

(4)数据记录

数据记录由信号收集器、记录器件以及相关数值显示组成，信号收集模块是

一个属于信号操作Express的子VI,此子VI的功能是把数据进行收集，采样数为

2023,收集的信号在通过记录模块，记录模块也是属于信号操作Express的子

VI,此子VI的功能是把通过收集的信号进行内部计算，得出平均值，最大值，

最小值，方便观测程序的温度变化。如图3.2.6所示为程序框图的信号收集，记录,

出值的模块。如图327所示为前面板的平均值，最大值，最小值显示控件。

图3.2.6

最大值

o

平均值

0

最小值

0

图3.2.7

(5)时间延迟

由于系统的默认时间过快,无法观测温度变化之间的数字和曲线，为了更好

的观测温度变化，增长了时间延迟器,时间延迟器执行过程控制Express的子

VI,设立延迟时间为1.5秒，1.5秒为指定延迟时间，这样温度在变化间能更好

的观测，如图3.2.8所示为程序框图中的时间延迟。

图3.2.8

(6)whi1e循环结构

while循环是一种结构，把停止设立为条件端子，假如想要让程序停止工作,

只需在停止按钮上选中,这样,程序就会通过whi1e循环停下来。如图3.2.9所

示为程序框图中的while循环，如图3.2.10所示为前面板的停止按钮。

S3.2.9

LiU

图3.2.10

3.3设计结果

(1)前面板设计

前面板界面如图3.3.1所示，左边为4个温度显示控件，能通过数值直观

的反映最大值，平均值，最小值，和温度显示。前面板中间为波形图表,能显示

温度变化曲线，更好的观测温度的变化。前面板右上角为两个高温报警器，当温

度超过90度时,高温报警器为发亮并发出警报声，当温度低于10度时，低温报

警器会发亮并发出警报声。前面板的右下角为温度计，温度计通过拟真的方式

让观测温度更能生动的展现温度当前的数值。

图3.3,1

(2)程序框图设计

如图3.3.2所示，程序框图的设计原则是从左至右，左边产生模拟的温

度信号，通过显示控件,判断高低温逻辑,和信号收集,右边是把温度信号进行整

理记录,然后通过显示控件进行显示。

图3.3.2

(3)程序运营结果

如图3.3.3所示，整个系统能正常运营，能显示实时温度、温度的最大

值最小值以及计算平均值，当温度超过90°时，高温报警器会显示报警。当温度

低于10°时,下限报警器显示报警并发出声音。截图实时温度是2.72°,最

大值时99.71°,最小值是2.72°,平均值是54.22°0由于实时温度小

于10°,所以低温报警器报警。

最大值波形图表

高温报警器

99.713I。。I

80-1低温报警器

平均值

54.2236@60-

譬

40-

最小值2”

1.17692温度讨

100:|

温度显不三

时间80

2.7211460：

停止40=

[^]20-E

图3.3.3

4.总结

课程设计是培养我们综合运用所学知识，发现,提出，分析和解决实际问题,

锻炼实践能力的重要环节,是对我们实际工作能力的具体训练和考察过程。也许

当感觉理论上已经掌握的时候，在运用到实践的过程中仍故意想不到的困惑，

通过一番努力才得以解决。

通过几周的LabVIEW上机课程的学习，我对LabVIEW软件有了基本的了

解，并渐渐能用该软件做出一些简朴的设计。我觉得在做实验之前一定要熟悉

一些基本的操作,重点的东西要做笔记,要认真听老师讲解软件的操作，否则对

一些模块软件不熟悉很难进行实验。做实验时一定要亲力亲